[发明专利]立体管计算机断层摄影

说明书

本发明涉及医疗成像系统。其特别应用于计算机断层摄影(CT)，更 具体地应用于立体管CT成像技术。

示例性的CT系统可以包括与一个或多个探测器相对地安装在机架上 的X射线管。在扫描期间，X射线管发射的辐射穿过成像区域并击中一个 或多个探测器，所述探测器生成指示所探测到的辐射的信号。对得到的信 号进行重建以生成体数据，所述体数据用于产生一幅或多幅受检者位于成 像区域内的被扫描区域的图像。

轴位扫描协议可与这类系统结合使用，以便顺次捕获受检者的有限区 域或切片。然而，探测器的宽度限制了受检者中在每次扫描期间进行成像 的区域的宽度。例如当想要捕获大于探测器宽度的一部分结构或整个结构 时，这可能是覆盖范围所不容许的。为了捕获代表相对更大的受检者区域 的数据，采用螺旋(或螺线)扫描。在使用螺旋扫描的情况下，可以经由 可移动支架或床榻将受检者连续移动通过成像区域，同时X射线管围绕成 像区域进行旋转并收集数据。所得数据代表大小超过(各)探测器宽度的 结构。然而，由于床榻加强了延迟、进行多个X射线源旋转等，螺旋数据 采集可能比轴位数据采集花费更多的时间。

在一些CT应用中，常常需要在相对短的时间段内捕获相对大的解剖 结构区域(例如，整个器官)，从而以更高的时间分辨率重建该解剖结构。 在使用上述系统的情况下，轴位扫描协议不可能提供在单次轴位扫描中采 集期望的感兴趣体积的覆盖范围。螺旋扫描协议可以提供期望的覆盖范围， 然而却以时间为代价。结果，时间分辨率可能降低并且相对于轴位扫描增 加了运动伪影。

使用一个或多个大面积探测器的锥束CT系统能够利用轴位扫描协议 进行相对更大解剖结构体积(例如，整个器官)的扫描。然而，数据采集 受到限制，因为常规轴位锥束CT扫描技术不能提供完整的采样。结果， 由这种数据生成的图像可能包括诸如拖尾的固有伪影。通过使用立体管构 造中的两个X射线源并将探测数据进行结合，从理论上或算术上能确定并 减轻数据缺乏。

在立体管构造中，沿不同的z轴位置以相同的角位置定位至少两个X 射线源，所述至少两个X射线源共享用于数据采集的共同(各)探测器。 由于(各)探测器被共享，因而可以将各X射线源顺序(交替)切换为“开” 和“关”，使得在任何给定的时间上仅由其中一个X射线源的辐射照射所述 共享的(各)探测器。在使用立体管系统的情况下，两个X射线源在一部 分轴位扫描期间内移出图像平面。然而，通过恰当地组合所探测到的数据， 可以生成具有供传统锥束CT重建算法进行重建而言足够数据的数据集。 该数据集可以进行重建并用于生成一幅或多幅图像。

然而，以这种顺序方式运行各X射线源具有多项缺点。例如，使用滤 线栅开关、闸门、遮光器或类似物来快速精确地将各管切换成“开”和“关”。 这些设备，连同它们所需的控制系统会增加系统的成本和复杂性。另外， 由于每个X射线源仅在大约一半的时间内有效，因此由每个X射线源生成 的平均光子通量可能仅是相对于连续“开”的X射线源而言最大光子通量 的大约一半。结果，不得不增大(例如，加倍)功率以实现与具有连续“开” 的X射线源的系统相类似的光子通量和信噪比(SNR)，而这可能由于常规 X射线源通常功率有限而行不通。此外，在顺序模式中驱动的X射线源通 常不能完全切换成“关”，使得没有辐射发射。结果，来自“关”的X射线 源的剩余光子通量可能污染“开”的X射线源的信号。而且，(各)探测器 的余辉可能有相对更大的影响，因为不同X射线源的时间串扰可能相对更 强。

本申请的各个方面致力于上面提到的各种问题以及其他。

根据一个方面，一种计算机断层摄影系统包括至少两个X射线源、至 少一个共同探测器和重建系统。至少两个X射线源在不同的z轴位置上以 大约相同的角位置进行排列并同时发射辐射穿过成像区域，其中，所述至 少两个X射线源同时发射辐射穿过成像区域，并且其中，来自所述至少两 个X射线源的辐射重叠。至少一个共同探测器探测由至少两个X射线源发 射的辐射，并生成指示所探测到的辐射的复合数据。所述重建系统对复合 数据进行重建以生成一幅或多幅图像。